关于无线ZigBee技术的基础介绍

关于无线ZigBee技术的基础介绍

无线网络是一个庞大的家族，各种无线技术，能有不同的应用方面。发展至今，无线网络也各不相同。那么其中的短距离无线家族分支的成员除了蓝牙之外，还有一种技术是无线ZigBee技术。

无线ZigBee技术是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术，它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。主要用于近距离无线连接。它依据802.15.4标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，所以它们的通信效率非常高。

无线ZigBee技术联盟对其网络层协议和API进行了标准化。完全协议用于一次可直接连接到一个设备的基本节点的４Ｋ字节或者作为Ｈｕｂ或路由器的协调器的３２Ｋ字节。每个协调器可连接多达２５５个节点，而几个协调器则可形成一个网络，对路由传输的数目则没有限制。无线ZigBee技术联盟还开发了安全层，以保证这种便携设备不会意外泄漏其标识，而且这种利用网络的远距离传输不会被其它节点获得。完整的ZigBee协议套件由高层应用规范、应用会聚层、网络层、数据链路层和物理层组成。

无线ZigBee技术的主要优势有以下八点：

一、数据传输速率低：只有１０ｋ字节／秒到２５０ｋ字节／秒，专注于低传输应用；

二、功耗低：在低耗电待机模式下，两节普通５号干电池可使用６个月到２年，免去了充电或者频繁更换电池的麻烦。这也是ZigBee的支持者所一直引以为豪的独特优势；

三、成本低：ZigBee数据传输速率低，协议简单，所以大大降低了成本。且免收专利费；

四、网络容量大：每个ZigBee网络最多可支持２５５个设备；

五、时延短：通常时延都在１５毫秒至３０毫秒之间；

六、安全：ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能，采用ＡＥＳ－１２８加密算法；

七、有效范围小：有效覆盖范围１０～７５米之间，具体依据实际发射功率的大小和各种不同的应用模式而定，基本上能够覆盖普通的家庭或办公室环境；

八、工作频段灵活：使用频段为２．４ＧＨｚ、８６８ＭＨｚ欧洲及９１５ＭＨｚ美国，均为免执照频段。

无论是与蓝牙还是与Ｗｉ－Ｆｉ相比较，无线ZigBee技术都显得更胜一筹。蓝牙技术基本上只是设计作为有线的替代品，经常是为手机和附近的耳机或ＰＤＡ联网用的。它可以在不充电的情况下工作几周，但无法工作几个月，更不用说几年了；一般情况下，蓝牙设备需要人手配置和维护网络连接；它可以用来有效地处理８个设备一个主设备和７个从设备），如果更多的话，通讯速率则显著下降。而８０２．１１ 也被称作Ｗｉ－Ｆｉ也有类似的问题。虽然它是将笔记本和桌面电脑接入有线网络的很好的解决方案，但它的功耗却非常高。

一般而言，随着通信距离的增大，设备的复杂度、功耗以及系统成本都在增加。相对于现有的各种无线通信技术，无线ZigBee技术将是最低功耗和成本的技术。因为ZigBee的出发点就是希望能发展一种易布建的低成本无线网络，同时其低耗电性将使产品的电池能维持６个月到数年的时间。同时，由于无线ZigBee技术的低数据速率和通信范围较小的特点，也决定了无线ZigBee技术适合于承载数据流量较小的业务。

总之，无线ZigBee技术的出现弥补了低成本、低功耗和低速率无线通信市场的空缺，其成功的关键在于丰富而便捷的应用，而不是技术本身。随着正式版本协议的公布，更多的注意力和研发力量将转到应用的设计和实现、互联互通测试和市场推广等方面。它不仅打开了大量新应用之门，而且还能给许多现有的应用增加新的价值。由于通过ZigBee各种非常简单的器件就能够实现联网，作为一个全球标准，为将来实现无所不在的网络创造了条件。